Расслоение пород и конвергенция

18.03.2020

Рассмотрим поведение двух замерных точек, заложенных в кровле выработки на разной высоте: одна из них заглублена в приконтурный породный массив достаточно далеко (на глубину z), вторая на глубину 40 см (как это обычно делают при измерении конвергенции). Из уравнения (6.1) для периода, следующего непосредственно за проведением выработки, следует, что закономерность изменения конвергенции обеих указанных замерных точек относительно одной и той же замерной точки в почве выработки одинакова. Иными словами, в каждый момент времени t отношение
Расслоение пород и конвергенция

не зависит от t (Az и A40 — соответственно глубина заложения точек, равная z и 40 см).

Если наносить на графике по оси абсцисс ежедневно измеряемые величины Kz, а по оси ординат значения К40, то полученная зависимость должна быть прямолинейной. Практический опыт подтверждает это положение. Начиная с некоторого определенного момента, совпадающего со взрыванием шпуровых зарядов следующего после заложения замерных точек проходческого цикла, указанная зависимость выражается прямой линией с углом подъема, определяемым величиной г. Величина расслоения пород, как можно было ожидать, уменьшается с увеличением глубины заложения контрольной точки. В то же время менее очевидным является другое положение, согласно которому расслоение происходит, по-видимому, не в виде последовательного расслоения вначале самой ближней пачки породных слоев, затем более дальней и т. д., а в виде одновременного постепенного расслоения породной толщи мощностью в несколько метров, причем такой процесс происходит непрерывно в течение всего периода проходческих работ и перерывов в проходке, подчиняясь логарифмической зависимости от времени.

Результаты других измерений свидетельствуют о том, что не только расслоение пород в кровле, но и все остальные сдвижения контура выработки и приконтурного породного массива пропорциональны друг другу. Как показали измерения в одном из квершлагов во время его подработки (рис. 6.74), точки, характеризующие относительное изменение измеряемых величин, располагаются у приведенной на графике кривой в узкой полосе разброса. Из этого следует, что деформация удлинения как в вертикальном, так и в поперечном направлении пропорциональна конвергенции (исключения могут иметь место в закрепленных анкерами выемочных штреках на сопряжении с лавой, а также при опускании уже расслоившейся кровли на опору в виде крепи или жесткой околоштрековой полосы). Указанная пропорциональность сохраняется также при воздействии дополнительного давления, вызванного очистными работами (см. рис. 6.74).

Вопрос о закономерностях затухания процесса конвергенции в породном массиве был исследован до настоящего времени только для условий штрека, пройденного по пласту мощностью 15 м. Французскому исследователю Ж.Ф. Раффу удалось найти приближенное математическое выражение для результатов измерений, согласно которому расслоение пород кровли (в сантиметрах на 1 м породной толщи) равно

где А — константа, m — показатель степени функции времени (m = 0,5), Л — реологическая константа (Л = 0,5) и у — высота замерной точки над кровлей штрека (рис. 6.75,а).

В соответствии с этим уравнением расслоение пород кровли (вернее, изменение расстояния между двумя замерными точками) затухает по экспоненте в зависимости от расстояния у до контура выработки (рис. 6.75,б), горизонтальное поперечное удлинение имеет ту же величину.

На графике (рис. 6.76) приведены кривые зависимости расслоения от времени, а на графике (рис, 6.77) — расслоения е на высоте 4, 6 и 8 м от расслоения е2 на высоте 2 м над кровлей штрека. В этих случаях зависимости уже не линейные. Линейными они могут быть только при условии, что показатель функции времени равен нулю.

В однородной, сохраняющей постоянный объем среде закономерность затухания сдвижения в зависимости от расстояния описывается гиперболой. В шахтных условиях высота расслоения пород (существенный фактор условий поддержания подготовительных выработок) ограничивается половиной ширины выработки. Прочный породный слой, расположенный на малой высоте над кровлей выработки, может служить естественной границей зоны расслоения.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна